Duda matematica (Suma directa 2 subespacios)

Hola eolianos!

Siendo sincero no sabia donde poner esto, tengo una duda matematica, la cual pregunte al prefoser pero sudo de mi. Preferiria que no me dieseis la solucion de buenas a primeras simplemente una pequeña explicacion si sois tan amables.

Es un ejercicio de examen:

Sea R3[x]={p(x) / p(x)= a + bx + cx^2 + dx^3 , a,b,c,d, € R}

S=[x^2+x^3 , 2+x+x^3]
T={m+nx^2 / m,n € R}


Demostrar que R3[x] = S+T (no puedo poner el simbolo de suma directa)
b) escribir q(x) 3+x+2+^2 como suma de un vector de S y otro de T

Eso es todo, lo miraria en los apuntes pero por desgracia no los tengo, con lo del cambia a grado y todas las tonterias no pude asistir el primer mes de clase y por lo tanto no tengo ni apuntes ni ejemplos.

Muchas gracias a todos

EDIT: Bueno ya me han aclarado el apartado a) que es mas o menos lo que yo pensaba pero no sabia por donde tirar:

Dim(R3[x])=Dim[T]+dim[s]-dim[S(interseccion)T]
4 = 2 + 2 - 0
para el apartado b) tan sólo tienes que buscarte cada una de las dos componentes, por ejemplo la de S primero.

El término de grado 1 de q(x) es 1*x, por lo que tenemos el vector 1*(2+x+x³)
De ahí se deduce que el factor que multiplica al vector (x²+x³) es forzosamente -1 (para que se cancele el término de grado 3). Por tanto tenemos el vector (-1)(x²+x³)
Ahora tan solo falta saber las componenetes de q(x) que están en T. Pero como q(x)€R[x] y R=S+T suma directa, la componente que falta será la resta (haz tu la resta que no tengo ganas)
Espero haber ayudado.
El ejercicio (a mi parecer se ve muy sencillo) si lo operas con vectores.

a) El espacio de todos los polinomios de grado menor o igual que 3 con coeficientes reales, E, lo podemos expresar como combinación lineal de los siguientes elementos:

(1,0,0,0), (0,1,0,0), (0,0,1,0), (0,0,0,1), que los llamaremos e_i para i desde 1 hasta 4.

Podemos interpretar e_1 como el término independiente, e_2 como la componente del coeficiente de primer grado, etc.

En esta base un polinomio cualquiera como x + 3x^2 se expresaría como (0,1,3,0).

Es decir, resumiendo tenemos una base del espacio. Tenemos que demostrar que S + T generan el mismo espacio:

S = <{ (0,0,1,1), (2,1,0,1)}>
T = <{ (1,0,0,0), (0,0,1,0)}>

Para ello basta ver que los vectores que generan S y T son independientes, es decir la dimensión del espacio generado es dim S + dim T


b) q(x) 3+x+2+^2¿? Supongo que has querido poner 3+x+2x^2 equiv (3,1,2,0)

De cabeza se ve que es: ( 2,1,-1,0 ) + ( 1,0,3,0 ).

Si no te convence, podrías probar a decir a * s_1 * b * s_2 + c * t_1 + d * t_2 = (3,1,2,0) donde a,b,c,d pertenecen a los reales y s_i, t_i representan los vectores generatrices de S y T respectivamente. Tras pegarte un rato consigues algo similar a lo que he conseguido utilizando la cuenta la vieja xD


PD: El verano me sienta muy mal... ¿alguno recuerda qué nombre recibía la regla que nos decia la dimensión de la suma de dos espacios vectoriales? (Esa que ya habéis mencionado en el hilo)
PD2: Y ya de paso... había otro teorema que nos decía en qué condiciones podíamos sustituir un vector de una base por otro sin que se perdiera ningún elemento... ¿recordáis el nombre?

EDIT: Fórmula de Grassman y Teorema de Steinitz eran los nombres que buscaba :P Nunca está de más hacer algún apunte así en los exámenes y meter paja donde sea necesario.
Sé lo que dices.
Una se llama Grassman (mítica) y la otra creo que no tiene nombre pero no estoy seguro

Edit: Ojo! que sólo es válido en dimensión finita
Gracias a todos, de verdad, la cosa es que sabia mas o menos por donde ir tirando (me he pasado toda la tarde) pero el caso es que los ejemplos que yo tenia de internet eran muy distintos, finalmente gracias a un compañero de clase y vosotros me he aclarado muchisimo.
Nuevamente gracias, me habeis salvado el culo como aquel que dice
Alkam escribió:Sé lo que dices.
Una se llama Grassman (mítica) y la otra creo que no tiene nombre pero no estoy seguro

Edit: Ojo! que sólo es válido en dimensión finita


Sí, correcto :P Si te fijas lo busqué en algún libro que tenía a mano y en el edit puse los nombres.
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